[發明專利]柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路

有效

• 申請號: 201410725730.8
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104500298A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 高崴;曾偉;張愛云;宋國民;俞謝斌;王穎
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所;中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02M51/06
• 分類號: F02M51/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良;張濤

技術領域

本發明涉及一種驅動電流控制電路，尤其是一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，屬于柴油機壓電陶瓷噴油系統的技術領域。

背景技術

對于柴油機噴油器，西門子公司介入壓電系統驅動較早，首先提出基本驅動結構；BOSH公司結合整車系統，提出許多實際控制的優化方案等；電流控制方案一般都是采用可變PWM驅動，控制驅動從小脈沖到較大脈沖驅動的過程，參考文獻如US8074626B2，JP04615967B2；或者可變占空比控制PWM驅動模式，參考文獻如EP1772952B1。電流控制方式基本都是通過硬件采樣比較后與PWM直接耦合，在極端情況下（如高轉速多次噴射要求）功率器件熱損耗較嚴重。

目前，國外由于壓電材料的特殊性已經攻關成功，基本只需要對執行器的大電流做一般性質的保護控制即可。即使存在電流控制，也是通過基于采樣電阻的電壓反饋配合MCU的PWM控制來實現基本的電流控制，電流控制的精度有限。而國內的執行器目前不能承受很高的電流沖擊，需要對電流做更加精確的控制。有的方案也采用采樣電阻反饋控制電流，但是要將電流控制在較低值時，系統損耗較大，發熱嚴重，沒有鎖存器的過渡耦合，開關頻率高，器件發熱嚴重，電磁干擾也較嚴重。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，其結構緊湊，能實現對驅動電流的精確控制，確保驅動電流的一致性，降低開關損耗，提高電控系統的可靠性。

按照本發明提供的技術方案，所述柴油機壓電陶瓷噴油器的驅動電流控制電路，包括第一處理器以及壓電陶瓷執行器；所述壓電陶瓷執行器的高壓端與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，放電開關管T2的源極端接地；所述壓電陶瓷執行器的低壓端與用于對所述壓電陶瓷執行器的工作電流采樣的采樣閾值處理電路連接，所述采樣閾值處理電路與電流控制電路連接，電流控制電路通過邏輯驅動電路分別與高壓充電開關管T1的柵極端、放電開關管T2的柵極端連接；

第一處理器與電流控制電路連接，并能向電流控制電路輸入高頻捕獲使能信號；當壓電陶瓷執行器上的工作電流與采樣閾值處理電路中預設電流閾值不匹配時，采樣閾值處理電路向電流控制電路輸出閾值電流控制觸發信號，電流控制電路通過高頻捕獲使能信號能有效捕獲采樣閾值電路輸出的閾值電流控制觸發信號，電流控制電路根據捕獲的閾值電流控制觸發信號輸出電流控制信號，邏輯驅動電路根據電流控制信號調節高壓充電開關管T1、放電開關管T2相應的開關狀態，以使得壓電陶瓷執行器的工作電流與預設電流閾值相匹配。

所述第一處理器與采樣閾值處理電路連接，第一處理器能向采樣閾值處理電路傳輸電流調節控制信號，以通過所述電流調節控制信號調整采樣閾值處理電路內的預設電流閾值。

所述壓電陶瓷執行器的高壓端通過電感選通電路與高壓充電開關管T1的源極端連接以及與放電開關管T2的漏極端連接，壓電陶瓷執行器的低壓端通過采樣電阻R1接地，采樣閾值處理電路與采樣電阻R1連接，以通過采樣電阻R1采集壓電陶瓷執行器的工作電流；第一處理器能向電感選通電路輸入電感選通信號，電感選通電路根據電感選通信號能調節與所述壓電陶瓷執行器連接的電感值。

所述采樣閾值處理電路包括用于對壓電陶瓷執行器的工作電流進行采樣的電流采樣電路以及用于對電流采樣電路采樣的工作電流進行比較處理的閾值控制電路；閾值控制電路內具有預設電流閾值，當采樣的工作電流與預設電流閾值不匹配時，閾值控制電路向電流控制電路輸出閾值電流控制觸發信號。

所述電流控制電路包括第二處理器以及鎖存器，所述第二處理器、鎖存器均接收采樣閾值處理電路輸出的閾值電流控制觸發信號，且第二處理器同時接收第一處理器輸出的高頻捕獲使能信號；在高頻捕獲使能信號作用下，當第二處理器同時接收到閾值電流控制觸發信號時，第二處理器能向鎖存器輸出工作電流控制觸發信號，鎖存器根據工作電流控制觸發信號以及閾值電流控制觸發信號輸出電流控制信號，以使得邏輯驅動電路根據電流控制信號調節高壓充電開關管T1以及放電開關管T2的開關狀態。